| 主权项 |
1. 一种以火炬加工材料之方法,包含步骤如下:(A) 提供一氧化剂成份之第一部份;(B) 提供一燃料成份;(C) 混合该氧化剂成份之第一部份及该燃料成份于一喷气燃料混合区而成为喷气燃料;(D) 燃烧该步骤(C)中产生之喷气燃料混合物于提升压力的燃烧区内;(E) 从步骤(D)之燃烧产物中,形成一产生超音速,高温,非过绕的气体喷射流;(F) 控制该喷射流之热力学参数;以及(G) 以该气体喷射流来加工该材料;该加工于材料之气体喷射流的速度(V)对在该喷射流内音速(a)之比率系在1.1到4.8的范围内;该喷射流温度(Tc)对该材料熔点温度(Tm)的比率系在1.2到4.5的范围内;其中该氧化剂过量因数()相对于该燃料及该氧化剂的化学计量比率系@qc 0.44≦≦4.9。2. 如申请专利范围第1项所述之方法,其中该因数用供容易氧化材料之范围系@qc 3.4≦≦4.9。3. 如申请专利范围第1项所述之方法,其中该因数用供非可氧化材料及形成耐火性氧化物材料之范围系@qc 0.44≦≦3.4。4. 如申请专利范围第1项所述之方法,其中该喷射流之热力学控制参数系受在该混合区内形成一稀薄带所导致,俾在该混合之前及期间输进一旋涡运动于该等成份,并以该旋涡运动均质化该喷气燃料混合物。5. 如申请专利范围第4项所述之方法,其中该在该混合区中形成一稀薄带系受供给一置于及/或被置入该混合区之旋转装置与该等喷气燃料成份互相作用所导致。6. 如申请专利范围第4项所述之方法,其中该在该混合区中形成一稀薄区系受在上游且供给该氧化剂成份之第一部份之前供应另外部份之该氧化剂,以及受供给一置于及/或被置入该混合区之旋转装置与该另外部份之该氧化剂互相作用所导致。7. 如申请专利范围第1项所述之方法,其中该喷射流之热力学控制参数系经由该混合之前及期间输进一旋涡运动于该等成份并以其均质化该燃料混合物,而受在该混合区表面上之具有不同轮廓及螺旋路径而有益于涡动滚花之方式扰动该等喷气燃料所导致。8. 一种以火炬加工材料之方法,包含步骤如下:(A) 提供一氧化剂之第一部份;(B) 提供一燃料;(C) 混合该氧化剂及该燃料成为一喷气燃料;(D) 在提升的压力下,燃烧步骤(C)中产生之喷气燃料混合物:(E) 从步骤(D)中所得之燃烧产物,形成一超音速,高温,非过绕的气体喷射流;以及(F) 以该气体喷射流来加工该材料。9. 如申请专利范围第8项所述之方法,更包括该喷射流之热力学控制参数,加工于该材料之气体喷射流速度(v)对在该喷射流内音速(a)之比率系在1.1到4.8的范围内,该喷射流温度(Tc)对该材料熔点温度(Tm)的比率系在1.2到4.5的范围内,以及该氧化剂过量因数()相对于该燃料及该氧化剂的化学计量比率系@qc 0.44≦≦4.9。10. 如申请专利范围第9项所述之方法,其中该喷射流之热力学控制参数系受在该混合之前及期间输进一旋涡运动于该等喷气燃料成份所导致,并以该旋涡运动均质化该喷气燃料混合物。11. 如申请专利范围第10项所述之方法,其中该输进一旋涡运动系受所供给之旋转装置与该等喷气燃料成份互相作用所导致。12. 如申请专利范围第10项所述之方法,其中该输进一旋涡运动系受在上游且供给该氧化剂成份之第一部份之前供应另外部份之该氧化剂,以及供给一与该等另外部份之该氧化剂相互作用之旋转装置所导致。13. 如申请专利范围第9项所述之方法,其中该喷射流经由该混合之前及期间输进一旋涡运动于该等成份并以其均质化该燃料混合物所导致之热力学控制参数,系以受在该混合区表面上之不同轮廓及螺旋路径而有益于涡动滚花方式扰动该等喷气燃料来进行。14. 一种火炬装置,用供以高能量高温度气体喷射流加工材料包括:一切削头包含用供混合燃料和氧化剂流成为喷气燃料而交给切削头的装置,该混合装置有一具有顶部、侧部和底部墙之第一壳而概略界定一内圆柱控间,并于其底部墙具有一出口;用供燃烧该喷气燃料之火炬装置,该火炬装置内有一界定一燃烧室之第二壳,该燃烧室系经一形成于该第二壳而与该出口对应之喷嘴连接至一周围媒介;该内空间系经由该出口与该燃烧室相连接;以及用供影响该燃烧之空制装置,该控制装置包含一轴向置于该内空间之中央体,该控制装置并密封地固定于该混合器壳顶部墙之一开口内,藉以影响该燃料、氧化剂及喷射燃料之热力学参数和修正该喷射流;用供传送该燃料至该切削头之装置;以及用供传送该氧化剂至该切削头之装置;该内空间系与该燃料传送装置以及该氧化剂传送装置分别经由该混合器内之第一和第二开口连接,该第一开口系形成于该混合器壳内之该侧部墙上并位于相对于该第二开口之下游;在该第一开口之出口进入该内空间之水力学直径dh-fo对在混合器内空间而导引该燃料进入该内空间准位之该内空间之流区的水力学直径dh-mis比率系指定在0.03到0.5范围内,其中该水力学直径dh系定义为dh=4S/P,而S系流区间通道的面积,以及P系为其湿圆周长。15. 如申请专利范围第14项所述之火炬装置,更包括一控制单元和一可控制之控制元素,其中该用供传送该燃料至切削头之装置包括一燃料传送管线,该可控制气流的控制元素系装设于该管线上用来支配于其间传送之燃料,然该中央体包括一电火花塞,以及该控制单元包括一启动元素和一迟滞元素,该启动元素系与该火花塞连接用来点火相同之物,而该迟滞元素系被连接至该可控制气流的控制元素俾供以其延迟打开相对于该火花塞的点火。16.如申请专利范围第15项所述之火炬装置,其中该火花塞包括一藉运转而与一氧化剂源连接之中空中央电极。17. 如申请专利范围第14项所述之火炬装置,其中该中央体有一自该壳向外突伸并可自外部驱动之一端,当因应该外部驱动而导致一移置时,该中央体表面及该混合器内空间表面所记准位即可用以确定在相对于该第一开口下游之内空间流区的水力学直径的变化。18. 如申请专利范围第14项所述之火炬装置,其中该中央体包括一可纵向移置于该中央体外部之可移动元素,当因应该外部纵向移置时,该可移动元素及该混合器内空间之表面所记准位即可用以确定在相对于该第一开口下游之内空间流区的水力学直径的变化。19. 如申请专利范围第14项所述之火炬装置,其中该中央体包括一可纵向放置于该中央体外部之可移动元素,该可移动体表面有一旋转装置用供输进一旋动予该喷气燃料成份。20. 如申请专利范围第19项所述之火炬装置,其中该旋转装置包括一螺钻。21. 如申请专利范围第14项所述之火炬装置,其中一用供传送该氧化剂之新增开口系形成于该混合器壳内,该新增开口系置在相对于该第一个第二开口之上游以及更包括一于该第一和该新增氧化剂传送开口之间用供转换该氧化剂流的装置,而该中央体设有一于其上纵向并概略置于该第一和该新增氧化剂传送开口之间的旋转装置。22.如申请专利范围第21项所述之火炬装置,其中该旋转装置包括一螺钻。23. 如申请专利范围第14项所述之火炬装置,其中该中央体设有一通过其中之通道,该通道系于运转中与该氧化剂传送装置相联通。24. 如申请专利范围第14项所述之火炬装置,其中该混合器内空间系以变化流区形成,而最小流区系在其出口。25. 如申请专利范围第14项所述之火炬装置,更包括一置于该最小流区之透气嵌入物。26. 如申请专利范围第14项所述之火炬装置,其中该中央体之表面设一扰动元素。27. 如申请专利范围第14项所述之火炬装置,其中该混合器在相对于该第一开口下游区之内表面设有扰动元素。28. 如申请专利范围第14项所述之火炬装置,其中该第二壳设有至少一于其侧壁内之凹槽,该凹槽系与一冷却剂源以液态方式联通。29. 如申请专利范围第28项所述之火炬装置,其中在第二壳正面之该至少一凹槽系为明槽。30. 如申请专利范围第28项所述之火炬装置,其中一压缩空气系用做该冷却剂。31. 如申请专利范围第28项所述之火炬装置,其中该冷却剂源设有一热传元素,该冷却剂系导自该等凹槽并经该热传元素而与该燃料及氧化剂传送装置接触。32. 如申请专利范围第14项所述之火炬装置,更包括一自外罩住喷嘴开口之保护元素,并与一用供控制以打开该开口之正压力源连接。33. 一用供形成使用燃料及氧化剂喷气燃料成份而混合及点燃之高温高能量气体喷射流的装置,该如同一工具用供加工材料之喷射流包括切削操作;而该装置包括:一切削头包括一火炬尖端及一混合器;管线用供自各别之源传送燃料和氧化剂,该等管线系设有该各别流之控制装置,该混合器包括一界定一第一内空间于该切削头内之壳,该火炬尖端界定一第二内空间于该切削头内,该混合器系设有若干开口用供连接该第一内空间与该等管线,该第一内空间联通该第二内空间,该等开口系依相对于该喷气燃料成份流在混合器壳内之不同准位配置,该用供传送燃料之开口系置于该混合器壳内侧壁相对于该用供传送氧化剂之开口的下游,在该第一开口之出口进入该混合器内空间之水力学直径dh-fo对在引导燃料进入混合器内空间的准位处之该混合器内空间流区的水力学直径dh-mis比率选择为@qc dh-fo/dh-mis=0.03-0.5,而水力学直径dh系定义为dh=4S/P,其中,S系流区间通道的面积,以及P系为其湿圆周长;以及一中央体轴向固着在该混合器内空间中,该中央体之一端突伸出该切削头而由外部所控制,用供支配该喷气燃料混合物流之热力学参数。34. 如申请专利范围第33项所述之装置,更包括一附着于一连接至燃料库之燃料管线端部的透气多孔元素,该透气多孔元素系被置在该燃料库内,而气孔直径对该透气多孔元素之最大总尺寸的比率系在5-3010@su-@su6的范围内。35. 如申请专利范围第33项所述之装置,更提供一控制元及一可控制气流的控制元素,该可控制气流的控制元素系被装置在该传送燃料管线上用供于其间支配该燃料传送,而该中央体包括一电火花塞,该控制元件包括一启动元件和一迟滞元件,该启动元件系被与该火花塞连接用供对同一物之点火,以及该迟滞元素被该可控制气流的控制元素连接用供以其延迟打开相对于该火花塞的点火。36. 如申请专利范围第35项所述之装置,其中该火花塞包括一在运转中与一氧化剂源连接之中空中央电极。37. 如申请专利范围第33项所述之装置,其中用供传送该氧化剂之第三开口系形成于该混合器壳内,该第三开口系被置于相对于该第二开口之上游,以及更包括一在该第二和第三开口间用供转换该氧化剂流之装置,而该中央体设有一于其上纵向并概略置于该第二和第三开口间的旋转装置。38. 如申请专利范围第37项所述之装置,其中该旋转装置包括一螺钻。39. 如申请专利范围第37项所述之装置,其中该转换装置包括一角旋塞。40. 如申请专利范围第33项所述之装置,其中该中央体设有一通过其中之通道,该通道系在运转中与该氧化剂管线联通。41. 如申请专利范围第33项所述之装置,其中该混合器内空间设置具有变化之流区,而最小流区系在其出口处。42. 如申请专利范围第33项所述之装置,其中该中央体包括可由外部纵向移置于该中央体外部之一可移动元素,该可移动元素表面有一做为输进旋转于该等喷气燃料成份的螺钻。43. 如申请专利范围第33项所述之装置,其中该火炬尖端侧壁内设有凹槽,该凹槽系与一冷却剂源以液态方式相联通。44. 如申请专利范围第43项所述之装置,其中一压缩气体系用做该冷却剂。45. 如申请专利范围第43项所述之装置,其中该冷却剂源包括一用供运送该燃料源之元素。图示简单说明:第一图:系本发明用以火炬加工材料之装备侧面立视图;第二图:系第一图装备所示包含一具有火星塞之中央体的切削头纵向轮廓剖面图;第三图:系本发明具有中央体轮廓和燃烧室之修改切削头实施例轮廓剖面图;第四图:系本发明具有额外用以输送氧化剂之开口和开关的另一切削头实施例轮廓剖面图;第五图:系用与第三图比较而具一中空中央体之另一混合器实施例轮廓剖面图;第六图:系用与第三图比较而具有一中空中央体及一涡旋器之另一混合器实施例轮廓剖面图;第七图:系本发明又一切削头实施例之轮廓剖面图;第八、九图:系第三图中修改而用以在水中火炬加工之切削头片段,其系分别处于闭锁和开启位置之轮廓图;第十图:系本发明装备中用以描述注入燃料于切削头之轮廓图;以及 |
